[发明专利]一种激光稳频的方法及系统

权利要求书

1.一种激光稳频的方法，其特征在于：其包括以下步骤：

(1)将飞秒光梳和待稳频的外腔半导体激光器经拍频光路进行拍频，通过光电探测器探测得到拍频信号作为待测信号；

(2)将待测信号输入；

(3)待测信号进行滤波；

(4)待测信号进行放大；

(5)待测信号，进入限幅电路，再进入模/数转换板卡，通过模/数转换板卡，采集待测信号，将模拟信号转换成为数字信号；

(6)将数字信号输入到现场可编程门阵列FPGA中，在FPGA中，通过对输入的数字信号做快速傅里叶变换，在频率域内找到频率的最大值，与标准参考频率进行比较，得到误差信号，误差信号经由数字比例-积分控制方法处理后，获得数字激光频率调谐信号；

(7)将获得的数字激光频率调谐信号通过高速数模转换板卡转换为模拟信号；

(8)将转换后的模拟信号通过偏置电路后，再作用于激光器的压电陶瓷PZT调谐端口，调节外腔半导体激光器的腔长，实现激光器的稳频控制。

2.根据权利要求1所述的激光稳频的方法，其特征在于：所述步骤(3)中待测信号通过一个低通滤波器进行滤波。

3.根据权利要求2所述的激光稳频的方法，其特征在于：所述步骤(4)中待测信号通过两个低噪声功率放大器进行信号放大。

4.根据权利要求3所述的激光稳频的方法，其特征在于：所述步骤(4)之后执行：放大后的待测信号再次通过一个低通滤波器进行滤波。

5.根据权利要求4所述的激光稳频的方法，其特征在于：经过信号滤波、信号放大、信号滤波的拍频信号进入计数器，计数拍频信号的频率，得到稳定后的拍频信号的频率数据。

6.根据权利要求5所述的激光稳频的方法，其特征在于：所述步骤(6)中，所述FPGA通过RS232转USB串口和上位机通信，在上位机软件中设置采样率、采样点数、采样时间间隔、P和I的参数以及参考频率的值，并显示信号的时域和频域图。

7.一种激光稳频的系统，其特征在于：其包括：外腔半导体激光器、飞秒光学频率梳、拍频光路、计数频率单元、频率控制单元、上位机；

拍频光路将飞秒光梳和待稳频的外腔半导体激光器进行拍频，得到拍频信号；拍频信号分成两路：一路通过计数频率单元进行信号滤波、信号放大、信号滤波后进入计数器，计数拍频信号的频率；另一路通过频率控制单元进行信号滤波、信号放大、信号滤波、信号限幅后得到数字信号进入现场可编程门阵列FPGA中，在FPGA中，通过对输入的数字信号做快速傅里叶变换，在频率域内找到频率的最大值，与标准参考频率进行比较，得到误差信号，误差信号经由数字比例-积分控制方法处理后，获得数字激光频率调谐信号，再转换为模拟信号，将转换后的模拟信号通过偏置电路作用于外腔半导体激光器的压电陶瓷PZT调谐端口，调节外腔半导体激光器的腔长，实现激光器的稳频控制；

上位机与FPGA连接，设置采样率、采样点数、采样时间间隔、P和I的参数以及参考频率的值，显示信号的时域和频域图。

8.根据权利要求7所述的激光稳频的系统，其特征在于：所述拍频光路由半波片、偏振分光棱镜PBS、光栅、透镜、反射镜组成，用于将飞秒光学频率梳和外腔半导体激光器进行拍频，产生拍频信号，通过光电探测器探测飞秒光学频率梳和外腔半导体激光器的拍频信号，将光信号转换为电信号。

9.根据权利要求8所述的激光稳频的系统，其特征在于：信号限幅是由四个开关二极管1N4148首尾连接构成二极管双向限幅电路，将输入信号的幅度限制在-2V～2V。